初中科學(xué)家庭小實驗的實踐與研究

戴小雁

摘 要：杜威的經(jīng)驗學(xué)習(xí)理論認(rèn)為：教育必須以經(jīng)驗為基礎(chǔ)“從做中學(xué)”和“一切學(xué)習(xí)都來自經(jīng)驗”。他主張教育要基于行動，要讓學(xué)生從生活中獲取經(jīng)驗，提倡個人探究活動，重視用所學(xué)知識解決實際問題的能力，逐漸發(fā)展學(xué)生的實踐和創(chuàng)造能力。科學(xué)家庭小實驗充分體現(xiàn)了學(xué)生是學(xué)習(xí)活動的主體，注重生活體驗，在體驗中感受科學(xué)知識，在實踐的探索和嘗試中讓學(xué)生逐步形成和積累解決實際問題的方式方法。

關(guān)鍵詞：初中科學(xué);家庭小實驗;交流;指導(dǎo)

中圖分類號：G63 ? ? 文獻標(biāo)識碼：A ? ? 文章編號：1673-9132（2017）05-0132-03

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2017.05.082

家庭小實驗給學(xué)生創(chuàng)設(shè)了一個更自由的時間和空間去感受、去體驗、去探索、去發(fā)現(xiàn)，讓他們的創(chuàng)造能力得到了充分發(fā)揮。將家庭實驗與科學(xué)課堂教學(xué)有效結(jié)合，能更好地促進學(xué)生對課堂知識的理解，將課堂學(xué)習(xí)到的知識應(yīng)用在家庭實驗中，學(xué)生更能體會到學(xué)習(xí)的價值。本文中筆者基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，通過QQ、微課視頻進行了初中生科學(xué)“家庭小實驗”活動實踐。文章分析了學(xué)生對科學(xué)家庭小實驗活動的態(tài)度及影響因素，通過案例闡述了活動實施的過程。研究認(rèn)為導(dǎo)致學(xué)生對科學(xué)家庭小實驗缺乏積極性的誘因主要包括“教師指導(dǎo)和監(jiān)督的欠缺，使實驗任務(wù)虛化”“現(xiàn)有考評機制影響家長對家庭實驗的認(rèn)識”和“學(xué)生的升學(xué)壓力束縛了課外小實驗的開展”。通過現(xiàn)代信息交流工具進行監(jiān)督和指導(dǎo)，將家庭實驗與課堂教學(xué)有效結(jié)合，能夠更好地發(fā)揮科學(xué)家庭小實驗的作用。

一、科學(xué)家庭小實驗中學(xué)生積極性缺失的誘因

我通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，真正動手做科學(xué)家庭小實驗的學(xué)生并不多，筆者所在學(xué)校有科學(xué)教師18人，但真正布置此類作業(yè)的教師只有兩人，其他學(xué)校情況也類似。學(xué)生大都不會自己主動去做此類實驗，原因主要有以下幾點：

（一）教師指導(dǎo)和監(jiān)督的欠缺，使實驗任務(wù)虛化

雖然教師普遍都能認(rèn)識到科學(xué)小實驗對培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力具有較大的作用，然而教師的教學(xué)時間有限，工作量大，所以對家庭小實驗不夠重視，幾乎很少有教師去布置家庭實驗。另外，教師布置的家庭小實驗是否真正開展，教師很難進行評價和指導(dǎo)，以致最后使實驗任務(wù)虛化。

（二）現(xiàn)有考評機制影響家長對家庭實驗的認(rèn)識

雖然初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)也指出科學(xué)探究的教學(xué)僅憑課堂教學(xué)是不夠的，應(yīng)將其延伸到課外綜合實踐活動中去，并充分開發(fā)和利用校園及校外的科學(xué)教育資源。但受現(xiàn)在考評機制的影響，做家庭小實驗似乎與考試沒有直接關(guān)系，有些家長認(rèn)為是浪費時間，并不支持學(xué)生進行科學(xué)實驗。

（三）學(xué)生的升學(xué)壓力束縛了課外小實驗的開展

首先，學(xué)生面對升學(xué)的壓力，課業(yè)負(fù)擔(dān)重，沒有太多的時間和精力在家庭實驗上。其次，學(xué)生沒有真正認(rèn)識到科學(xué)實驗的作用和意義，進行實驗時缺乏指導(dǎo)，只是抱著玩的心態(tài)，最后感覺收獲不大。再次，學(xué)生做了家庭小實驗之后沒有進行有效交流和評價，沒有獲得繼續(xù)進行實驗的動力，因此，學(xué)習(xí)任務(wù)重的情況下就放棄了家庭小實驗。

二、初中科學(xué)家庭小實驗活動實施與分析

以下是我在進行八年級上冊科學(xué)教學(xué)時對一些家庭小實驗的實施過程，由于筆者所在的學(xué)校是一所寄宿制學(xué)校，學(xué)生基本只有在周末的時間才能回家。所以學(xué)生每周進行一次家庭小實驗，周末在家時間較長，實驗時間充足。據(jù)調(diào)查，2個班級85位學(xué)生，每家都有3G手機，學(xué)生都有QQ，大部分學(xué)生家里都有電腦，因此，筆者主要通過QQ或微信與學(xué)生進行交流和開展指導(dǎo)。

（一）家庭實驗作業(yè)設(shè)計與布置

筆者布置的家庭小實驗作業(yè)是與課堂教學(xué)相聯(lián)系的，或作為新課預(yù)習(xí)用，或作為課后應(yīng)用實踐性的實驗，使學(xué)生和家長更容易認(rèn)識到家庭小實驗的意義和作用，提高了學(xué)生實驗的積極性。筆者一般在學(xué)新課前布置的是體驗式的實驗和探究性實驗，體驗式實驗主要是學(xué)生做過這樣的實驗之后，對新學(xué)的東西有更深的感覺，有利于新課的教學(xué)，而且在教學(xué)設(shè)計時可以用學(xué)生自己的實驗照片或視頻，一來學(xué)生有親切感，二來被選用的同學(xué)還有成就感，既能積極調(diào)動學(xué)生家庭實驗的積極性，也能使學(xué)生更積極地參與到課堂學(xué)習(xí)中。

如在學(xué)習(xí)《水的浮力》之前，我布置如下實驗：（1）將空礦泉水瓶慢慢壓入水中觀察水面的變化，體驗浮力，感受浮力的方向。（2）將乒乓球放入底端剪掉的空礦泉水瓶中倒過來瓶口朝下，往瓶內(nèi)倒水，乒乓球不會浮起來，用手堵住瓶口，觀察發(fā)生了什么。（3）讓雞蛋在水中上浮的實驗。

這些實驗在家里每個人都可以進行，實驗器材也很容易獲得，現(xiàn)象明顯，學(xué)生的感受深刻，特別是實驗（2）學(xué)生會很好奇：為什么一開始乒乓球不浮起來？為什么用手堵住下端乒乓球就很快跳上來了？ 通過這樣的家庭小實驗，學(xué)生在課前不僅對浮力有了感性的認(rèn)識，而且有了學(xué)習(xí)浮力的興趣和動力，促進了課堂教學(xué)活動的有效開展。

再如，筆者在學(xué)習(xí)《大氣的壓強》之前布置了三個實驗：（1）“覆杯實驗 ”;（2）將礦泉水瓶倒入熱水后再倒掉蓋緊瓶蓋，觀察記錄現(xiàn)象;（3）將礦泉水瓶裝滿水倒立再后慢慢提起，觀察并記錄看到的現(xiàn)象。

這些小實驗可以為學(xué)生學(xué)習(xí)氣壓提供很好的感性認(rèn)識。 覆杯實驗以前都是教師演示，現(xiàn)在改成家庭小實驗之后，不僅節(jié)約了上課的時間，每位學(xué)生自己都做過，而且很容易成功，在課堂上分析實驗原因的時候?qū)W生明顯變得更積極了。實驗（3）以前沒布置這類實驗時，學(xué)生關(guān)于這樣的練習(xí)經(jīng)常出錯，自己做過了，再做到這樣的練習(xí)就很容易理解和掌握。

在新課結(jié)束后布置的是應(yīng)用實踐性的家庭小實驗，將實驗原理與生活實際結(jié)合起來，使學(xué)生學(xué)以致用，體驗創(chuàng)新價值。如學(xué)習(xí)了浮力的應(yīng)用之后布置密度計的制作實驗，讓學(xué)生在實踐的探索和嘗試中逐步形成和積累解決實際問題的方式方法，使學(xué)生感覺到學(xué)習(xí)是有用，進一步激發(fā)他們實驗的興趣。

（二）家庭小實驗作業(yè)上交方式

一般家庭小實驗的過程中，學(xué)生都及時用家長的手機拍照或錄像進行記錄，實驗的過程主要以照片的形式通過QQ發(fā)給我，一方面便于我監(jiān)督和評價，另一方面學(xué)生的實驗照片和錄像也是一種很好的教學(xué)資源。如食鹽晶體的結(jié)晶，覆杯實驗。有些制作類實驗主要交實際作品，如自制密度計;但有的實驗是注重記錄和分析的，如物質(zhì)在水中的溶解，那就不僅交實驗時的照片，還要交記錄結(jié)果。像“比較食鹽和白糖在水中的溶解能力的大小”這樣的探究性比較強的實驗，除了上交實驗照片之外，還要有實驗的設(shè)計過程，實驗現(xiàn)象及結(jié)論。探究性實驗就必須要求學(xué)生及時并實事求是地書寫家庭實驗小報告單，內(nèi)容主要為：實驗成員、實驗日期、實驗探究的問題、實驗材料的選擇、實驗設(shè)計方案，實驗記錄表、實驗結(jié)論及體會收獲等。

（三）指導(dǎo)學(xué)生進行家庭小實驗

教師通過適宜的指導(dǎo)會幫助學(xué)生提高在家庭里完成實驗的科學(xué)性和成功率，能提升學(xué)生進行科學(xué)實驗的積極性。教師指導(dǎo)包括：（1）指導(dǎo)學(xué)生制定實驗方案;（2）指導(dǎo)學(xué)生如何選擇利用實驗材料;（3）指導(dǎo)學(xué)生觀察記錄表的設(shè)計;（4）指導(dǎo)學(xué)生書寫家庭實驗報告等。科學(xué)家庭小實驗一般選擇一些有趣又容易實現(xiàn)的實驗進行，基本是學(xué)生自己在家獨立完成，有問題和困惑可以通過QQ與同學(xué)和老師在線交流，也可以通過網(wǎng)絡(luò)查找一些資料和實驗方法。如浮沉子的制作，這是一個很有意思的實驗，但實驗成功與否的關(guān)鍵是小瓶中裝水的量，如果不知道這一點，學(xué)生很難成功，這時就需要老師及時指導(dǎo)。有一些實驗單純依靠學(xué)生自己的力量去實施和完成有一定困難，這樣的實驗如果缺乏有效指導(dǎo)，不僅起不到家庭小實驗應(yīng)有的作用，還會事與愿違。

有一次，筆者布置了一個食鹽晶體的結(jié)晶，希望學(xué)生能夠觀察到較大的食鹽晶體，認(rèn)識到晶體有規(guī)則的幾何外形，體會大自然的神奇和美麗。這個實驗時間是比較長的，所以周末回家做，但從學(xué)生交上來的照片看，有好多同學(xué)是網(wǎng)上下載的照片，也有的同學(xué)發(fā)了一些實驗失敗的照片給我，說做不成功，據(jù)調(diào)查每班做成功的也只有三四個，而且效果不是很理想。這件事情引起了我的思考：如何讓家庭實驗更精彩？在一次區(qū)教研活動中有人提出了利用微課視頻來引導(dǎo)學(xué)生做家庭實驗的想法，并演示了一些簡單又很新鮮的實驗，使我感覺到這是個不錯的主意，利用一些有趣的家庭實驗的微課激發(fā)學(xué)生的實驗熱情和靈感，充分開發(fā)和利用網(wǎng)絡(luò)資源指導(dǎo)學(xué)生家庭實驗的開展，促進學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（四）家庭實驗評價與交流方式

通過學(xué)生評價和交流可以改進自己的實驗，也會激發(fā)出他們更多創(chuàng)新的靈感，有利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

1.課堂評價與交流

在課堂上進行家庭實驗的評價，同時將科學(xué)家庭實驗作為一種課堂教學(xué)資源。在學(xué)習(xí)《物質(zhì)在水中的分散》之前教師布置了實驗：將食鹽、味精、胡椒粉、色拉油、醬油、面粉分散到水中，觀察并記錄實驗現(xiàn)象。課堂上，教師就可以讓學(xué)生匯報該家庭實驗觀察的結(jié)果，學(xué)生對物質(zhì)在水中分散時所呈現(xiàn)的現(xiàn)象就很容易理解，很快就能根據(jù)這些特點將其分成三類，同時很好地理解溶液的特點，輕松完成了學(xué)習(xí)的任務(wù)。在學(xué)習(xí)《物質(zhì)的溶解》時安排學(xué)生進行的家庭小實驗是：比較食鹽和白糖在水中溶解能力的大小。這節(jié)課的重點就是物質(zhì)溶解性的大小與什么因素有關(guān)，有了該實驗的鋪墊，學(xué)生在建立假設(shè)和猜想時，很快就能想到物質(zhì)的溶解性與溶質(zhì)的種類有關(guān)，由此還提出了新的問題：物質(zhì)的溶解性是否還與溶劑的性質(zhì)有關(guān)？這樣的家庭實驗為課堂內(nèi)容的順利開展做了很好的鋪墊，學(xué)生參與教學(xué)活動的積極性明顯提高了。

在學(xué)習(xí)《大氣的壓強》之前我讓學(xué)生在家完成覆杯實驗，并記錄實驗現(xiàn)象，嘗試分析其原因。這是一個注重學(xué)生體驗的實驗，操作簡單，學(xué)生在家里容易完成，但如果放在課堂上一般只會作為一個演示實驗，學(xué)生只是觀察，而缺少體驗。作為一個家庭實驗，學(xué)生在完成該實驗后，嘗試解釋這個現(xiàn)象的時候自然會去了解相關(guān)大氣壓的知識，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。作業(yè)上交的形式是照片加原因分析，教師上課時將書本的照片換成學(xué)生自己上傳的照片，這也可以作為上課的教學(xué)資源，當(dāng)自己的照片出現(xiàn)在課堂上，學(xué)生會有成就感和親切感，能有效提高他們的學(xué)習(xí)的興趣和專注度。

制作類實驗的評比，如自制密度計實驗學(xué)習(xí)浮力應(yīng)用這一節(jié)課后，教師布置了一個自制液體密度計的家庭小實驗。因為學(xué)生在上課時已經(jīng)學(xué)習(xí)了密度計原理，制作密度計的目的在于讓學(xué)生進一步理解其原理，提高他們的學(xué)習(xí)興趣和動手能力。從上交的作品看，學(xué)生在選擇材料上也十分有創(chuàng)意，有的用吸管和橡皮泥，有的用鉛筆和橡皮，有的用塑料瓶和沙子，有的用釣魚用的浮子，有的用筷子和鐵絲……這類小實驗可以讓學(xué)生直接帶到學(xué)校進行交流討論，比一比誰選擇的材料更合理，試一試誰的密度計實用性更強，引導(dǎo)學(xué)生制作工具時應(yīng)該考慮其準(zhǔn)確性。

2.網(wǎng)絡(luò)評價與交流

學(xué)生通過QQ上交作品的時候，教師通過QQ聊天的形式給學(xué)生激勵性的評價和建議，這樣的方式進一步拉近了師生間的距離。教師可以將有代表性的學(xué)生實驗照片放在QQ空間里讓學(xué)生進行比較分析。學(xué)生上傳自己完成的實驗作品照片，視頻及實驗報告單，讓同學(xué)和教師提出改進意見或建議，實驗報告單存入學(xué)生個人電子檔案中，便于對自我的實驗評價。有些實驗時間很長，如向光性實驗，學(xué)生要學(xué)會選取合適的幼苗進行實驗，并在實際的操作中控制變量法的應(yīng)用，實驗時間漫長，學(xué)生要在比較長的時間里做觀察記錄，如果將這樣的一些照片放在一起，就更容易見證其變化過程。

3.家長評價與交流

有許多實驗現(xiàn)象是十分有趣的，如乒乓球和飲料瓶做浮力產(chǎn)生原因的實驗、覆杯實驗，用一根吸管斜插入水中，另一根吸管對著它上端吹氣，水會從吸管上端飛出來，該實驗可讓家長共同參與，并進行拍照、指導(dǎo)，最后進行評價。有了家長的參與，學(xué)生體會到了被家長認(rèn)可的快樂，激發(fā)了其進行實驗的興趣和積極性。家長的參與可以使他們認(rèn)識到家庭實驗的意義，進而使家長能夠支持孩子進行實驗，使家庭實驗得以有效展開。

三、初中科學(xué)家庭小實驗活動研究的幾點感悟

（一）科學(xué)家庭小實驗與課堂教學(xué)二者間相輔相成

科學(xué)家庭小實驗可以為課堂教學(xué)提供很好的教學(xué)素材，科學(xué)課堂教學(xué)的開展為學(xué)生進行科學(xué)家庭小實驗提供了有效的指導(dǎo)。初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出科學(xué)探究的教學(xué)僅憑課堂教學(xué)是不夠的，應(yīng)延伸到課外的綜合實踐活動中去，并充分利用和開發(fā)校園內(nèi)外的各種資源。只有讓科學(xué)家庭實驗與課堂教學(xué)相結(jié)合，學(xué)生和家長也更容易理解實驗的作用和意義，進而使家庭實驗有效展開。通過家庭小實驗活動的有效實施，讓學(xué)生將所學(xué)知識與生活、生產(chǎn)實際緊密聯(lián)系起來，真正實現(xiàn)學(xué)以致用，讓學(xué)生感到生活中處處有科學(xué)。

（二）科學(xué)家庭小實驗更有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

在家里做實驗，學(xué)生是實驗活動的主人，不像在學(xué)校實驗室做實驗，實驗器材基本不需要選擇，步驟基本是按部就班，在家里，學(xué)生可以完全按照自己的想法，選擇各種實驗材料，獨立制定實驗方案，自由地進行探究，充分體驗實驗帶來的種種樂趣。特別是在選擇實驗材料時，學(xué)生不免會遇到這樣那樣的問題，而且選擇不同的材料，實驗的設(shè)計就可能不同，學(xué)生更能夠以自己獨特的思路和方法去思考問題、研究問題，真正經(jīng)歷解決問題的過程，從而有更多想象和創(chuàng)造的時間和機會，可以最大程度地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)作動機，讓他們盡情地按照自己的想法去驗證、去探索、去發(fā)現(xiàn)，這樣的環(huán)境更容易發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力。

（三）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有利于科學(xué)家庭小實驗的功能提升

教師可以充分利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和通信工具，及時了解學(xué)生的實驗情況，進行實驗指導(dǎo)和監(jiān)督，這有利于學(xué)生家庭實驗的真正開展;教師可以利用微課視頻最直接、有效地指導(dǎo)學(xué)生完成家庭實驗，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新的火花。作為教師，除了課堂演示實驗和學(xué)生實驗之外，應(yīng)盡可能地安排一些家庭小實驗，使每一位學(xué)生都能在參與中體驗過程、在發(fā)現(xiàn)中得到收獲、在思考中凝聚智慧，在行動中得到創(chuàng)新。

綜上所述，家庭實驗確實對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)有很大作用，將家庭實驗和課堂教學(xué)有效結(jié)合起來，才能讓教師、學(xué)生和家長充分認(rèn)識到其意義和作用。利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)代通訊工具進行有效地指導(dǎo)溝通和監(jiān)督，才能有更好地開展家庭實驗活動，但在同學(xué)之間用QQ進行互動時，難免有聊天的，因此，在利用現(xiàn)代社會的交流互動平臺的過程中，教師要幫助學(xué)生更好地進行家庭小實驗，同時需要盡量避免因互動而帶來的時間和精力的浪費。